EP1258792A1 - Pressure regulator - Google Patents
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- EP1258792A1 EP1258792A1 EP01810495A EP01810495A EP1258792A1 EP 1258792 A1 EP1258792 A1 EP 1258792A1 EP 01810495 A EP01810495 A EP 01810495A EP 01810495 A EP01810495 A EP 01810495A EP 1258792 A1 EP1258792 A1 EP 1258792A1
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2013—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
- G05D16/202—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means actuated by an electric motor
Definitions
- the invention relates to a pressure transmitter of the type mentioned in the preamble of claim 1.
- the semiconductor chips are attached to the with an epoxy adhesive Glued substrate. It is necessary to apply a precise amount of adhesive to the substrate apply.
- the adhesive is applied, for example, with a dispensing nozzle such as that in the European patent application EP 928637 is described.
- the adhesive in the dispensing nozzle is intermittent ejected with pressure pulses.
- the pressure pulse consists of an overpressure and a vacuum or vacuum phase.
- the vacuum phase continues until the next overpressure phase. It is necessary to prevent glue from flowing out.
- the strength of the vacuum in this final phase depends on the properties of the adhesive and is specified for each type of adhesive.
- the generation of the Vacuum occurs, for example, with a needle valve and a downstream Venturi nozzle existing facility. The vacuum generated in this way depends strongly on the position of the Needle valve. It is therefore very difficult to control the vacuum in dynamic operation.
- the invention has for its object a solution for controlling the vacuum of such Find facility.
- a pressure sensor consists of a valve that can be pressurized with compressed air, and one with a valve seat cooperating valve head, a motor for adjusting the position of the valve head and thus the pressure at the outlet of the valve, a sensor for measuring the pressure to be regulated and an electronic controller.
- the motor has a rotatable shaft, its direction of rotation and Speed from the electronic controller based on a setpoint and that supplied by the pressure sensor Signals are regulated.
- the rotary motion of the shaft is via a coupling on the valve head transfer.
- the pressure transmitter according to the invention is characterized in that between the shaft and a spring is inserted into the valve head. When the valve is closed, it is the spring relieved or somewhat biased.
- the spring exerts a force on the shaft that depends on the position of the valve head out. It therefore mechanically loads the engine.
- the mechanical load causes the engine not at the speed specified by the controller, but at a lower speed. For the For the controller, this means a linearization of the control characteristic.
- a needle valve is preferred as the valve used.
- the pressure transmitter can also be used to create vacuum by giving it a device for generating a vacuum, for example a Venturi nozzle, is connected downstream.
- a device for generating a vacuum for example a Venturi nozzle
- the sensor is preferably used for the measurement of the vacuum, so that the controlled system does not only do that Valve, but also includes the Venturi nozzle.
- the term pressure transmitter means both devices for generating a regulated overpressure and also devices for generating a controlled vacuum or vacuum.
- the pressure transmitter comprises a valve, preferably a needle valve 1, and a Venturi nozzle 2 Needle valve 1 has an inlet 3 to which compressed air can be applied and an outlet 4 which has a first one Input 5 of the Venturi nozzle 2 feeds.
- the Venturi nozzle 2 has a second inlet 6, at which the generated vacuum is present, and an output 7 through which the air supplied by the needle valve 1 the environment is released.
- a vacuum sensor 8 is a drive for regulating the vacuum for adjusting the needle valve 1 and an electronic controller 9 available.
- the drive consists of a motor 10, preferably a DC motor, with a rotating shaft 11 and one the shaft 11 attached coupling 12.
- the needle valve 1 has a valve seat 13 into which a needle 14 trained valve head engages.
- the needle 14 is airtight in the needle valve via a screw thread 15 1 stored.
- the coupling 12 has a longitudinal bore 17 and two slots 18 running parallel thereto.
- the longitudinal bore 17 takes the valve seat 13 opposite end of the needle 14, wherein two wings 19 attached to the needle 14 into the slots 18th protrude.
- the longitudinal bore 17 takes the valve seat 13 opposite end of the needle 14, wherein two wings 19 attached to the needle 14 into the slots 18th protrude.
- the electronic controller 9 supplies a DC voltage at its output, the polarity of which Direction of rotation of the motor 10 indicates and the amount controls the speed.
- a relatively small tension means that the motor 10 is rotating slowly. With increasing voltage, the speed of the Motors 10.
- the motor 10 has the property that it only runs when the voltage is one Threshold exceeded.
- z 0.
- a spring 20 is therefore provided in the coupling 12 between the shaft 11 and the needle 14, which exerts a force dependent on the position z of the needle 14 on the end face of the (axially non-displaceable) shaft 11 and therefore the motor 10 mechanically loaded.
- the spring 20 is either completely relieved or already slightly compressed.
- the load causes a reduction in the speed of the motor 10. The degree of reduction in the speed depends on the spring constant of the spring 20.
- the electronic regulator 9 regulates the vacuum by operating on the basis of the signal from the vacuum sensor 8 controls the direction of rotation and the target speed of the motor 10. Since the shaft 11 of the motor 10 is mechanically loaded by the spring 20 depending on the position of the needle 14, the shaft rotates of the motor 10 not with the target speed specified by the electronic controller 9, but with a lower speed compared to the target speed.
- the working area of the vacuum source is typical in the range from 0 to 70 mbar.
- the same arrangement can, without a Venturi nozzle, also to generate a controlled overpressure on Output 4 of the needle valve 1 can be used.
- Pressure sensor instead of the vacuum sensor 8 Pressure sensor needed, which measures the pressure at the outlet 4 of the needle valve 1 and passes it to the controller 9.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Druckgeber der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a pressure transmitter of the type mentioned in the preamble of
Bei der Montage von Halbleiterchips werden die Halbleiterchips mit einem Epoxy-Klebstoff auf das Substrat geklebt. Dabei ist es erforderlich, eine genau bestimmte Menge an Klebstoff auf das Substrat aufzutragen. Das Auftragen des Klebstoffs erfolgt beispielsweise mit einer Dispensdüse, wie sie in der europäischen Patentanmeldung EP 928637 beschrieben ist. Der Klebstoff in der Dispensdüse wird taktweise mit Druckpulsen ausgestossen. Der Druckpuls besteht aus einer Überdruck- und einer Unterdruck- bzw. Vakuumphase. Die Vakuumphase dauert jeweils bis zur nächsten Überdruckphase an. Sie ist nötig, um das Ausfliessen von Klebstoff zu verhindern. Die Stärke des Vakuums in dieser Endphase hängt von den Eigenschaften des Klebstoffs ab und wird für jeden Klebstofftyp vorgegeben. Die Erzeugung des Vakuums erfolgt beispielsweise mit einer aus einem Nadelventil und einer nachgeschalteten Venturidüse bestehenden Einrichtung. Das derart erzeugte Vakuum hängt stark nicht-linear von der Stellung des Nadelventils ab. Im dynamischen Betrieb ist daher die Regelung des Vakuums sehr schwierig.When assembling semiconductor chips, the semiconductor chips are attached to the with an epoxy adhesive Glued substrate. It is necessary to apply a precise amount of adhesive to the substrate apply. The adhesive is applied, for example, with a dispensing nozzle such as that in the European patent application EP 928637 is described. The adhesive in the dispensing nozzle is intermittent ejected with pressure pulses. The pressure pulse consists of an overpressure and a vacuum or vacuum phase. The vacuum phase continues until the next overpressure phase. It is necessary to prevent glue from flowing out. The strength of the vacuum in this final phase depends on the properties of the adhesive and is specified for each type of adhesive. The generation of the Vacuum occurs, for example, with a needle valve and a downstream Venturi nozzle existing facility. The vacuum generated in this way depends strongly on the position of the Needle valve. It is therefore very difficult to control the vacuum in dynamic operation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für die Regelung des Vakuums einer solchen Einrichtung zu finden.The invention has for its object a solution for controlling the vacuum of such Find facility.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.According to the invention, the stated object is achieved by the features of
Ein Druckgeber besteht aus einem mit Druckluft beaufschlagbaren Ventil, das einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkopf aufweist, einem Motor zum Verstellen der Lage des Ventilkopfes und damit des Druckes am Ausgang des Ventils, einem Sensor zur Messung des zu regelnden Druckes und einem elektronischen Regler. Der Motor weist eine drehbare Welle auf, deren Drehrichtung und Drehzahl vom elektronischen Regler aufgrund eines Sollwertes und des vom Drucksensor gelieferten Signals geregelt werden. Die Drehbewegung der Welle wird über eine Kupplung auf den Ventilkopf übertragen. Der erfindungsgemässe Druckgeber kennzeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Welle und dem Ventilkopf eine Feder eingesetzt ist. Wenn das Ventil geschlossen ist, dann ist die Feder entlastet oder etwas vorgespannt. Je mehr das Ventil geöffnet wird, desto stärker wird die Feder zusammengedrückt: Die Feder übt eine von der Lage des Ventilkopfes abhängige Kraft auf die Welle aus. Sie belastet also den Motor mechanisch. Die mechanische Belastung führt dazu, dass der Motor nicht mit der vom Regler vorgegebenen Drehzahl, sondern mit einer geringeren Drehzahl dreht. Für den Regler bedeutet dies eine Linearisierung der Regelkennlinie. Als Ventil wird bevorzugt ein Nadelventil verwendet.A pressure sensor consists of a valve that can be pressurized with compressed air, and one with a valve seat cooperating valve head, a motor for adjusting the position of the valve head and thus the pressure at the outlet of the valve, a sensor for measuring the pressure to be regulated and an electronic controller. The motor has a rotatable shaft, its direction of rotation and Speed from the electronic controller based on a setpoint and that supplied by the pressure sensor Signals are regulated. The rotary motion of the shaft is via a coupling on the valve head transfer. The pressure transmitter according to the invention is characterized in that between the shaft and a spring is inserted into the valve head. When the valve is closed, it is the spring relieved or somewhat biased. The more the valve is opened, the stronger the spring becomes compressed: The spring exerts a force on the shaft that depends on the position of the valve head out. It therefore mechanically loads the engine. The mechanical load causes the engine not at the speed specified by the controller, but at a lower speed. For the For the controller, this means a linearization of the control characteristic. A needle valve is preferred as the valve used.
Der Druckgeber kann auch zur Erzeugung von Vakuum verwendet werden, indem ihm eine Einrichtung zur Erzeugung von Vakuum, beispielsweise eine Venturidüse, nachgeschaltet wird. In diesem Fall wird der Sensor bevorzugt für die Messung des Vakuums eingesetzt, so dass die Regelstrecke nicht nur das Ventil, sondern auch die Venturidüse umfasst.The pressure transmitter can also be used to create vacuum by giving it a device for generating a vacuum, for example a Venturi nozzle, is connected downstream. In this case the sensor is preferably used for the measurement of the vacuum, so that the controlled system does not only do that Valve, but also includes the Venturi nozzle.
Der Begriff Druckgeber meint sowohl Einrichtungen zur Erzeugung eines geregelten Überdrucks als auch Einrichtungen zur Erzeugung eines geregelten Unterdrucks bzw. Vakuums.The term pressure transmitter means both devices for generating a regulated overpressure and also devices for generating a controlled vacuum or vacuum.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Druckgeber, und
- Fig. 2
- zwei Kennlinien.
- Fig. 1
- a pressure sensor, and
- Fig. 2
- two characteristics.
Die Fig. 1 zeigt einen Druckgeber in der Form einer mit Druckluft betreibbaren Einrichtung zur
Erzeugung eines geregelten Unterdrucks bzw. Vakuums, die auch als Vakuumquelle bezeichnet werden
kann. Der Druckgeber umfasst ein Ventil, bevorzugt ein Nadelventil 1, und eine Venturidüse 2. Das
Nadelventil 1 hat einen mit Druckluft beaufschlagbaren Eingang 3 und einen Ausgang 4, der einen ersten
Eingang 5 der Venturidüse 2 speist. Die Venturidüse 2 weist einen zweiten Eingang 6, an dem das
erzeugte Vakuum anliegt, und einen Ausgang 7 auf, über den die vom Nadelventil 1 zugeführte Luft an
die Umgebung abgegeben wird. Für die Regelung des Vakuums sind ein Vakuumsensor 8, ein Antrieb
zum Verstellen des Nadelventils 1 sowie ein elektronischer Regler 9 vorhanden. Der Antrieb besteht aus
einem Motor 10, vorzugsweise einem Gleichstrommotor, mit einer rotierenden Welle 11 und einer auf
der Welle 11 befestigten Kupplung 12. Das Nadelventil 1 hat einen Ventilsitz 13, in den ein als Nadel 14
ausgebildeter Ventilkopf eingreift. Die Nadel 14 ist über ein Schraubgewinde 15 luftdicht im Nadelventil
1 gelagert. Beim Drehen der Nadel 14 ändert sich der zwischen der Spitze der Nadel 14 und dem
Ventilsitz 13 gebildete Zwischenraum 16, der den Druckabfall des Nadelventils 1 und damit den Druck
am ersten Eingang 5 der Venturidüse 2 bestimmt. Die Kupplung 12 weist eine Längsbohrung 17 und
zwei parallel dazu verlaufende Schlitze 18 auf. Die Längsbohrung 17 nimmt das dem Ventilsitz 13
abgewandte Ende der Nadel 14 auf, wobei zwei an der Nadel 14 befestigte Flügel 19 in die Schlitze 18
ragen. Über die in den Schlitzen 18 der Kupplung 12 geführten Flügel 19 wird die Drehbewegung der
Welle 11 des Motors 10 auf die Nadel 14 übertragen und, wegen der Lagerung der Nadel 14 im
Schraubgewinde 15 des Nadelventils 1, in eine Längsbewegung der Nadel 14 transformiert.1 shows a pressure transmitter in the form of a device which can be operated with compressed air
Generation of a controlled vacuum or vacuum, which is also referred to as a vacuum source
can. The pressure transmitter comprises a valve, preferably a
Der elektronische Regler 9 liefert an seinem Ausgang eine Gleichspannung, deren Polarität die
Drehrichtung des Motors 10 angibt und deren Betrag die Drehzahl steuert. Eine relativ kleine Spannung
bedeutet, dass der Motor 10 langsam dreht. Mit zunehmender Spannung erhöht sich die Drehzahl des
Motors 10. Der Motor 10 hat die Eigenschaft, dass er erst dann läuft, wenn die Spannung einen
Schwellwert überschreitet.The electronic controller 9 supplies a DC voltage at its output, the polarity of which
Direction of rotation of the
Die Kennlinie p(z), wobei die Grösse z die Position der Spitze der Nadel 14 in Richtung ihrer Längsachse
z und die Grösse p den Druck am Ausgang der Venturidüse 2 bezeichnet, zeigt den in der Fig. 2
mit einer gestrichelten Kurve dargestellten Verlauf. Wenn das Nadelventil 1 geschlossen ist, ist z = 0. The characteristic curve p (z), the size z being the position of the tip of the
Die Kennlinie ist im Arbeitsbereich stark nicht-linear, was die dynamische Regelung des Vakuums
schwierig macht. Erfindungsgemäss ist deshalb vorgesehen, in der Kupplung 12 zwischen der Welle 11
und der Nadel 14 eine Feder 20 einzusetzen, die eine von der Stellung z der Nadel 14 abhängige Kraft
auf die Stirnseite der (axial nicht verschiebbaren) Welle 11 ausübt und daher den Motor 10 mechanisch
belastet. Bei z = 0 ist die Feder 20 entweder vollständig entlastet oder bereits leicht zusammengedrückt.
Bei z = z1 ist die Feder 20 hingegen vergleichsweise stark zusammengedrückt: Die Belastung des Motors
10 nimmt innerhalb des Arbeitsbereiches der Nadel 14 von z = 0 bis z = z1 linear zu. Die Belastung
bewirkt eine Reduktion der Drehzahl des Motors 10. Der Grad der Reduktion der Drehzahl hängt von der
Federkonstanten der Feder 20 ab.The characteristic curve is strongly non-linear in the working area, which makes the dynamic regulation of the vacuum difficult. According to the invention, a
Im Betrieb regelt der elektronische Regler 9 das Vakuum, indem er aufgrund des Signals des Vakuumsensors
8 die Drehrichtung und die Soll-Drehzahl des Motors 10 steuert. Da die Welle 11 des Motors 10
durch die Feder 20 in Abhängigkeit der Stellung der Nadel 14 mechanisch belastet wird, dreht die Welle
des Motors 10 nicht mit der vom elektronischen Regler 9 vorgegebenen Soll-Drehzahl, sondern mit einer
gegenüber der Soll-Drehzahl kleineren Drehzahl. Dies führt zu folgendem Regelverhalten: Im unteren
Bereich der Kennlinie, wo z klein ist (in der Fig. 2 im linken Bereich), ist die Belastung des Motors 10
relativ gering und der Motor 10 dreht annähernd mit seiner vorgegebenen Soll-Drehzahl. Im oberen
Bereich der Kennlinie, wo z vergleichsweise gross ist (in der Fig. 2 im rechten Bereich), ist die Belastung
des Motors 10 relativ gross und der Motor 10 dreht wesentlich langsamer als mit seiner Soll-Drehzahl.
Dies ist für den elektronischen Regler 9 gleichbedeutend mit einer Linearisierung der Kennlinie p(z) und
es sieht für den elektronischen Regler 9 so aus, als hätte die Kennlinie den in der Fig. 2 mit einer
ausgezogenen Linie dargestellten Verlauf. Bei einer solchen, zumindest teilweise linearisierten Kennlinie
lässt sich das Vakuum am zweiten Eingang 6 der Venturidüse 2 mit einem als herkömmlichen PI-Regler
ausgebildeten Regler 9 regeln.In operation, the electronic regulator 9 regulates the vacuum by operating on the basis of the signal from the
Beim Auftragen von Klebstoff auf einem Die Bonder liegt der Arbeitsbereich der Vakuumquelle typisch im Bereich von 0 bis 70 mbar.When applying adhesive on a die bonder, the working area of the vacuum source is typical in the range from 0 to 70 mbar.
Die gleiche Anordnung kann, ohne Venturidüse, auch zur Erzeugung eines geregelten Überdruckes am
Ausgang 4 des Nadelventils 1 verwendet werden. Dazu wird anstelle des Vakuumsensors 8 ein
Drucksensor benötigt, der den Druck am Ausgang 4 des Nadelventils 1 misst und an den Regler 9 leitet.The same arrangement can, without a Venturi nozzle, also to generate a controlled overpressure on
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP01810495A EP1258792A1 (en) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | Pressure regulator |
EP02076834A EP1265120A1 (en) | 2001-05-16 | 2002-04-22 | Pressure transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP01810495A EP1258792A1 (en) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | Pressure regulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1258792A1 true EP1258792A1 (en) | 2002-11-20 |
Family
ID=8183920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP01810495A Withdrawn EP1258792A1 (en) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | Pressure regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1258792A1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5757215A (en) * | 1980-09-24 | 1982-04-06 | Hitachi Ltd | Device for converting quantity of electricity into pneumatic pressure |
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DE8716781U1 (en) * | 1987-12-21 | 1989-05-11 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Proportional pressure relief valve |
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DE19524652A1 (en) * | 1995-07-06 | 1997-01-09 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Electrohydraulic proportional pressure control valve for rotary machines - has stepping motor driving variable element of flow control orifice and includes inductive position sensing |
EP0928637A2 (en) | 1998-01-12 | 1999-07-14 | ESEC Management SA | Dispensing nozzle for a die bonder |
-
2001
- 2001-05-16 EP EP01810495A patent/EP1258792A1/en not_active Withdrawn
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Title |
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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 133 (P - 129) 20 July 1982 (1982-07-20) * |
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Effective date: 20021217 |